集中供熱系統(tǒng)中用戶用熱負(fù)荷在24小時周期內(nèi)呈波動變化趨勢,但為了保證熱源運(yùn)行效率的平穩(wěn),基礎(chǔ)熱源供熱負(fù)荷保持不變,造成用熱負(fù)荷較小時一部分熱量被浪費(fèi)以及尖峰負(fù)荷出現(xiàn)時需要調(diào)峰熱源進(jìn)行補(bǔ)充,蓄熱技術(shù)的出現(xiàn)可以較好得解決上述問題。鑒于大型蓄熱罐存在建設(shè)周期長、投資大等問題,本文基于小容量蓄熱罐提出在供熱系統(tǒng)中采用分布式蓄熱模式,它的靈活性更高,可以針對不同類型的用熱負(fù)荷進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計。本文對分布式蓄熱集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行了建模,對分布式蓄熱罐與供熱管網(wǎng)的連接方式及相比于集中式蓄熱的優(yōu)勢進(jìn)行了分析。利用De ST軟件建立居住建筑和公共建筑模型并進(jìn)行負(fù)荷模擬,引入供暖季特征日法分別針對居住建筑和公共建筑換熱站計算分布式蓄熱罐的容量。以壽命周期費(fèi)用總現(xiàn)值為評價指標(biāo),計算得到分布式蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)的居住建筑換熱站的壽命周期費(fèi)用減少了43.7%、公共建筑換熱站的壽命周期費(fèi)用減少了62.0%。分析了影響分布式蓄熱系統(tǒng)壽命周期費(fèi)用節(jié)約百分比的四個因素:分布式蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)的壽命周期越長、分布式蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)的折現(xiàn)率越小、天然氣單價越高、其壽命周期費(fèi)用節(jié)約百分比越大;隨著基礎(chǔ)熱源容量系數(shù)的增大,壽命周期費(fèi)用節(jié)約百分比先快速增加后趨于平穩(wěn),且存在一個最優(yōu)的基礎(chǔ)熱源容量系數(shù)。對四個影響因素進(jìn)行了敏感性分析,得到在-30%~0%的變化范圍內(nèi),基礎(chǔ)熱源容量系數(shù)的敏感性最高,在0%~30%的變化范圍內(nèi),天然氣單價的敏感性最高。本文為供熱管網(wǎng)的n個換熱站用戶定義了三種負(fù)荷分布,保證三種負(fù)荷分布下總熱負(fù)荷相等,對三種負(fù)荷分布下的循環(huán)水泵電功率進(jìn)行了公式推導(dǎo),然后得出規(guī)律:在換熱站負(fù)荷均勻和負(fù)荷遞增的分布下,在離熱源越遠(yuǎn)的換熱站設(shè)置分布式蓄熱罐,蓄熱罐放熱時循環(huán)水泵的電功率越小,在換熱站負(fù)荷遞減的分布下,循環(huán)水泵電功率存在波動;將蓄熱罐布置在末端換熱站處時,供熱管網(wǎng)的換熱站數(shù)量越少,蓄熱罐放熱時循環(huán)水泵的電功率越小;在供熱管網(wǎng)中部及之前的換熱站處設(shè)置分布式蓄熱罐時,負(fù)荷遞減分布下循環(huán)水泵電功率最小,在供熱管網(wǎng)中部之后的換熱站處設(shè)置分布式蓄熱罐時,負(fù)荷遞增分布下循環(huán)水泵電功率最小。最后在考慮水泵耗電量的情況下對一個具體工程實(shí)例的壽命周期費(fèi)用進(jìn)行計算驗(yàn)證,得出結(jié)論:換熱站熱負(fù)荷越大、與熱源距離越遠(yuǎn),在該換熱站處設(shè)置分布式蓄熱罐時的經(jīng)濟(jì)性越好,且換熱站熱負(fù)荷的大小對壽命周期費(fèi)用的影響比換熱站距離熱源的遠(yuǎn)近對壽命周期費(fèi)用的影響更大。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU995
【部分圖文】：

圖 2-1 蓄熱罐與供熱管網(wǎng)直接連接式接連接方式見圖 2-3，A、B 為循環(huán)熱罐與供熱管網(wǎng)間接連接時，蓄熱網(wǎng)的流量不會發(fā)生變化，即蓄熱罐對二級網(wǎng)循環(huán)水泵的水力工況造成設(shè)換熱器，初投資會增加，且供熱圖 2-2 蓄熱罐與供熱管網(wǎng)間接連接與供熱管網(wǎng)連接方式熱罐一般采用常壓熱水蓄熱罐，為

- 11 -（1）直接連接方式蓄熱罐與供熱管網(wǎng)的直接連接方式見圖2-2，A、B、C為循環(huán)泵，1、2、3為調(diào)節(jié)閥。蓄熱罐與供熱管網(wǎng)直接連接時，不設(shè)置換熱器，蓄熱罐向熱用戶放熱時，蓄熱罐供水通過與二級網(wǎng)回水進(jìn)行混水達(dá)到二級網(wǎng)供水溫度，二級網(wǎng)的流量會發(fā)生變化，即蓄熱罐通過量調(diào)節(jié)方式對熱用戶進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)，可能會對二級網(wǎng)循環(huán)水泵的水力工況造成影響。但是蓄熱罐與供熱管網(wǎng)直接連接可以節(jié)省換熱器的設(shè)置，節(jié)約初投資，而且蓄熱罐可作為定壓補(bǔ)水裝置。圖 2-1 蓄熱罐與供熱管網(wǎng)直接連接（2）間接連接方式蓄熱罐與熱網(wǎng)的間接連接方式見圖 2-3，A、B 為循環(huán)泵

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文蓄熱罐儲存熱水的最高溫度，所以當(dāng)采用常壓熱水蓄熱罐時，蓄熱網(wǎng)需要通過換熱器間接連接；當(dāng)采用有壓熱水蓄熱罐時，蓄熱罐與連接。當(dāng)蓄熱罐從二級網(wǎng)蓄熱時，蓄熱罐儲存熱水的最高溫度為二度 85℃。所以蓄熱罐從一級網(wǎng)蓄熱時蓄熱罐冷熱水溫差較大，儲存需蓄熱罐的有效體積較小，可以減小占地面積和降低初投資，所以采用從一級網(wǎng)蓄熱向二級網(wǎng)放熱的方式。為蓄熱罐與供熱管網(wǎng)的連接方式有直接連接和間接連接兩種，所以與供熱管網(wǎng)的連接方式共有四種：一是蓄熱罐與一級網(wǎng)間接連接、連接（如圖 2-3），二是蓄熱罐與一級網(wǎng)間接連接、與二級網(wǎng)間接連），三是蓄熱罐與一級網(wǎng)直接連接、與二級網(wǎng)直接連接（如圖 2-5），一級網(wǎng)直接連接、與二級網(wǎng)間接連接（如圖 2-6）。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2814297